AT516742B1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A LIQUID COOLED CYLINDER BLOCK - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit einem flüssiggekühlten Zylinderblock (2) für mindestens einen Zylinder (3), mit zumindest einer Zylinderlaufbuchse (4), wobei der Zylinder (3) in einem an ein Feuerdeck (5) grenzenden Bereich sowohl einlassseitig, als auch auslassseitig von zumindest einem zwischen Zylinderlaufbuchse (4) und Zylinderblock (2) ausgebildeten und im wesentlichen ringförmigen Kühlmantel (8) umgeben ist, wobei der Kühlmantel (8) über zumindest eine Zulauföffnung (9) mit einem Zulaufkanals (10) und über zumindest eine Ablauföffnung (12) mit einem Ablaufkanal (13) strömungsverbunden ist. Um Art die Kühlung des Zylinderblockes (2) im Bereich des Feuerdecks (5) zu verbessern, ist vorgesehen, dass der Kühlmantel (8) zusätzlich zum Zulaufkanal (10) und Ablaufkanal (13) über zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16) mit dem Zulaufkanal (10) und/oder einem Kühlmittelverteilerkanal (11) und/oder einem Kühlmittelsammelkanal (14) verbunden ist.The invention relates to an internal combustion engine (1) with a liquid-cooled cylinder block (2) for at least one cylinder (3), with at least one cylinder liner (4), wherein the cylinder (3) in an area adjacent to a fire deck (5) both inlet side, as well as on the outlet side of at least one between cylinder liner (4) and cylinder block (2) formed and substantially annular cooling jacket (8) is surrounded, wherein the cooling jacket (8) via at least one inlet opening (9) with an inlet channel (10) and over at least a drain port (12) is flow connected to a drain passage (13). In order to improve the type of cooling of the cylinder block (2) in the region of the fire deck (5), it is provided that the cooling jacket (8) in addition to the inlet channel (10) and outlet channel (13) via at least one connecting bore (15, 16) with the Inlet channel (10) and / or a coolant distribution channel (11) and / or a coolant collecting channel (14) is connected.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem flüssiggekühlten Zylinderblock für mindestens einen Zylinder, mit zumindest einer Zylinderlaufbuchse, wobei der Zylinder in einem an ein Feuerdeck grenzenden Bereich sowohl einlassseitig, als auch auslassseitig von zumindest einem zwischen Zylinderlaufbuchse und Zylinderblock ausgebildeten und im Wesentlichen ringförmigen Kühlmantel umgeben ist, wobei der Kühlmantel über zumindest eine Zulauföffnung mit einem Zulaufkanals und über zumindest eine Ablauföffnung mit einem Ablaufkanal strömungsverbunden ist.The invention relates to an internal combustion engine having a liquid-cooled cylinder block for at least one cylinder, with at least one cylinder liner, wherein the cylinder in an area adjacent to a fire deck both inlet side, and outlet side of at least one formed between the cylinder liner and cylinder block and substantially annular cooling jacket is surrounded, wherein the cooling jacket is flow-connected via at least one inlet opening with a feed channel and at least one drain opening with a flow channel.

[0002] Bei Standard-Kühlsystemen im Zylinderblock wird der Kühlmantel üblicherweise möglichst nahe an das an den Zylinderkopf grenzende Feuerdeck hochgezogen und symmetrisch durchströmt, wobei Zulauf- und Ablaufkanäle diametral bezüglich der Zylinderachse angeordnet sind. Zufolge Spannungskonzentration in den Gussanbindungen der Hauptwasserführung des Zulaufkanals und des Ablaufkanals kann die Gusspassage nicht bis an den oberen Rand des Zylinders hochgezogen werden. In den exponierten Bereichen des Kühlmantels ergeben sich daher Staupunkte mit reduziertem Kühlpotential. Dadurch kann es zu erhöhtem Verschleiß und Schäden in Folge asymmetrischer thermischer Belastungen während des Betriebs kommen.In standard cooling systems in the cylinder block, the cooling jacket is usually pulled up as close to the adjacent to the cylinder head fire deck and flows through symmetrically, with inflow and outflow channels are arranged diametrically with respect to the cylinder axis. Due to stress concentration in the cast connections of the main water supply of the inlet channel and the outlet channel, the casting passage can not be pulled up to the upper edge of the cylinder. In the exposed areas of the cooling jacket, therefore, stagnation points result with reduced cooling potential. This can lead to increased wear and damage as a result of asymmetric thermal loads during operation.

[0003] Für ähnliche Problemstellungen sind sogenannte "Liner Top"-Kühlungen bekannt, wo zusätzlich zum Hauptkühlmantel, der sich ringförmig um die Zylinderlaufbuchse erstreckt, ein mit separaten Zu- und Ableitungen versorgtes Ringsegment im oberen Bereich des Zylinders vorgesehen ist, das nur über Drosselstellen Verbindung zum Hauptkühlmantel hat und somit eine Kühlung des oberen, thermisch höher beanspruchten insbesondere auslassventilseitigen Bereichs sicherstellt. Diese Lösungen sind aber fertigungstechnisch sehr aufwendig und auch nicht sehr verschleißsicher.For similar problems so-called "liner top" cooling are known, where in addition to the main cooling jacket, which extends annularly around the cylinder liner, a supplied with separate supply and discharge ring segment is provided in the upper region of the cylinder, only via throttle bodies Has connection to the main cooling jacket and thus ensures cooling of the upper, thermally highly stressed in particular exhaust valve side area. However, these solutions are very expensive to manufacture and also not very wear-resistant.

[0004] E in Kühlsystem für den Zylinderblock einer Brennkraftmaschine mit einem Kühlmantel, welcher zwischen einer nassen, also direkt an ihrer Außenseite von Kühlmittel umspülten Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock ausgebildet ist, welcher im oberen Bereich des Zylinders mit diametralen Zulauf- und Ablaufkanälen für Kühlmittel verbunden ist, ist aus der US 5,251,578 A bekannt. Weiters sind aus den Druckschriften AT 380 928 B, AT 380 731 B und DE 18 18 466 A1 Zylinderblöcke für Brennkraftmaschinen bekannt, wobei jeweils zwischen einer nassen Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock ein Kühlraum ausgebildet ist, welcher in seinem unteren Bereich mit einem Zulaufkanal und in seinem oberen Bereich mit einem Ablaufkanal für Kühlmittel verbunden ist. Weiters ist aus der DE 2 539 478 A1 ist ein Motorblock mit einer nassen Zylinderlaufbuchse bekannt, wobei zwischen Zylinderlaufbuchse und Zylinderblock ein ringförmiger Kühlmantel aufgespannt ist. Auch hier ist der Kühlmantel in seinem unteren Bereich mit einem Zulaufkanal und in seinem oberen Bereich mit einem Ablaufkanal verbunden. Zusätzlich zum Hauptkühlmantel sind im Bereich des Buchsenbundes Kühlwasserringräume vorgesehen, welche über Drosselstellen mit dem Hauptkühlraum und über zusätzliche Abflussöffnungen mit einer Abflussleitung verbunden sind.E in the cooling system for the cylinder block of an internal combustion engine having a cooling jacket, which is formed between a wet, so directly on its outside of coolant flushed cylinder liner and the cylinder block, which connected in the upper region of the cylinder with diametrical inlet and outlet channels for coolant is known from US 5,251,578 A. Further, cylinder blocks for internal combustion engines are known from the documents AT 380 928 B, AT 380 731 B and DE 18 18 466 A1, wherein in each case a cooling chamber is formed between a wet cylinder liner and the cylinder block, which in its lower part with an inlet channel and in his upper area is connected to a drainage channel for coolant. Furthermore, DE 2 539 478 A1 discloses an engine block with a wet cylinder liner, wherein an annular cooling jacket is clamped between the cylinder liner and the cylinder block. Again, the cooling jacket is connected in its lower part with an inlet channel and in its upper part with a drain channel. In addition to the main cooling jacket, cooling-water annular spaces are provided in the region of the bushing, which are connected via throttle points to the main cooling space and via additional outflow openings to a discharge line.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine der genannten Art die Kühlung des Zylinderblockes im Bereich des Feuerdecks, also der dem Zylinderkopf zugewandten Fläche, zu verbessern.The object of the invention is to improve the cooling of the cylinder block in the region of the fire deck, so the cylinder head facing surface in an internal combustion engine of the type mentioned.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Kühlmantel zusätzlich zum Zulaufkanal und Ablaufkanal über zumindest eine Verbindungsbohrung mit dem Kühlmittelverteilerkanal und/oder dem Kühlmittelsammelkanal verbunden ist. Günstigerweise weisen dabei der Zulaufkanal und der Ablaufkanal in axialer Richtung, also entlang der Zylinderachse des Zylinders, im Wesentlichen den gleichen Abstand zum Feuerdeck auf. Die Erfindung erlaubt damit eine lokale Konzentration der Strömung in thermisch höchstbelasteten Bereichen. Gleichzeitig ist eine Entgasung im Bereich von Zulauf- und/oder Ablaufkanal möglich.According to the invention this is achieved in that the cooling jacket is connected in addition to the inlet channel and outlet channel via at least one connecting bore with the coolant distribution channel and / or the coolant collecting channel. Conveniently, in this case, the inlet channel and the outlet channel in the axial direction, ie along the cylinder axis of the cylinder, substantially the same distance to the fire deck. The invention thus allows a local concentration of the flow in the highest thermally stressed areas. At the same time degassing in the range of inlet and / or outlet channel is possible.

[0007] Die Kühlung im Bereich von thermisch kritischen Bereichen des Zylinderblockes kann wesentlich verbessert werden, wenn zumindest eine Verbindungsbohrung im auslassventilseiti gen Bereich des Kühlmantels angeordnet ist. Auslassventilseitig bedeutet hier den Bereich des Kühlmantels, der in Grundrissansicht des Zylinders auf Seiten des bzw. der Auslassventils bzw. Auslassventile gelegen ist.The cooling in the range of thermally critical areas of the cylinder block can be substantially improved if at least one connecting bore in the auslaßventilseiti gene region of the cooling jacket is arranged. Exhaust valve side here means the area of the cooling jacket, which is located in the plan view of the cylinder on the side of or the exhaust valve or exhaust valves.

[0008] Um die Strömung und damit die Wärmeabfuhr insbesondere in den thermisch kritischen Bereichen des Zylinderblockes zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Verbindungsbohrung, vorzugsweise zumindest eine vom Kühlmittelverteilerkanal ausgehende erste Verbindungsbohrung, im Bereich des Kühlmantels mit einer durch einen Einmündungspunkt der ersten Verbindungsbohrung in den Kühlmantel verlaufenden Tangentialebene des Kühlmantels einen spitzen Winkel einschließt, wobei vorzugsweise der Winkel zwischen 0° und 60° beträgt. Eine Tangentialebene des Kühlmantels bedeutet dabei eine tangential zur Außenseite des Kühlmantels verlaufende gedachte Ebene. Der spitze Winkel bewirkt, dass eine zur Auslassventilseite des Kühlraumes gerichtete asymmetrische Strömung entsteht, wodurch ein hoher Wärmeabtransport durch den auslassventilseitigen Kühlraum im Bereich des Buchsenbundes der Zylinderlaufbuchse erreicht wird.In order to increase the flow and thus the heat dissipation, especially in the thermally critical areas of the cylinder block, it is advantageous if at least one connecting bore, preferably at least one outgoing from the coolant distributor channel first communication bore, in the region of the cooling jacket with a through a junction point of the first Connecting hole in the cooling jacket extending tangential plane of the cooling jacket includes an acute angle, wherein preferably the angle between 0 ° and 60 °. A tangential plane of the cooling jacket means an imaginary plane extending tangentially to the outside of the cooling jacket. The acute angle causes an asymmetrical flow directed towards the outlet valve side of the cooling chamber, whereby a high heat dissipation through the outlet valve side cooling space in the region of the sleeve collar of the cylinder liner is achieved.

[0009] Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest eine erste Verbindungsbohrung in Richtung der tangentialen Strömung des Kühlmittels im auslassseitigen Kühlmantel orientiert ist. Mit anderen Worten verläuft eine erste Verbindungsbohrung entlang oder parallel oder gleichverlaufend zur Richtung einer Verbindung zwischen Zulauf- und Ablauföffnung, vorzugsweise der kürzesten Verbindung zwischen Zulauf- und Ablauföffnung.It can be provided that at least a first connection bore is oriented in the direction of the tangential flow of the coolant in the outlet-side cooling jacket. In other words, a first connection bore runs along or parallel or evenly running in the direction of a connection between the inlet and outlet openings, preferably the shortest connection between the inlet and outlet openings.

[0010] Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest eine zweite Verbindungsbohrung entgegen der Richtung der tangentialen Strömung des Kühlmittels im auslassventilseitigen Kühlmantel orientiert ist. Mit anderen Worten verläuft die zweite Verbindungsbohrung entgegengesetzt zur Richtung einer Verbindung zwischen Zulauf- und Ablauföffnung. Die jeweils beschriebene Verbindung bzw. deren Richtung wird dabei dadurch definiert, dass die Verbindung bei der Zulauföffnung Ihren Ausgang nimmt und zur Ablauföffnung verläuft.Alternatively or additionally, it may be provided that at least one second connection bore is oriented counter to the direction of the tangential flow of the coolant in the exhaust-valve-side cooling jacket. In other words, the second connection bore extends opposite to the direction of a connection between the inlet and outlet openings. The respective described connection or its direction is defined by the fact that the connection at the inlet opening takes its output and extends to the drain opening.

[0011] Über die zweite Verbindungsbohrung wird Kühlmittel aus dem Kühlmantel abgesaugt, wodurch in thermisch kritischen Bereichen des Feuerdecks eine für den Wärmeabtransport hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Mündung zumindest einer Verbindungsbohrung in den Kühlmantel, vorzugsweise zumindest einer mit dem Kühlmittelsammelkanal verbundene zweite Verbindungsbohrung - in einer Draufsicht auf den Zylinder betrachtet - in einem unmittelbar an ein Auslassventil grenzenden Bereich des auslassventilseitigen Kühlmantels angeordnet ist.Coolant is sucked out of the cooling jacket via the second connection bore, whereby a flow velocity which is high for heat removal is achieved in thermally critical areas of the fire deck. It is particularly advantageous if an orifice of at least one connecting bore in the cooling jacket, preferably at least one connected to the coolant collecting channel second connecting bore - viewed in a plan view of the cylinder - is arranged in an immediately adjacent to an outlet valve region of the outlet valve side cooling jacket.

[0012] In einer einfach zu fertigenden Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Verbindungsbohrung, vorzugsweise die erste Verbindungsbohrung, in bzw. parallel zu einer Normalebene auf die Zylinderachse verlaufend angeordnet ist. Dabei kann durch Anpassung des Bohrungswinkels besonders einfach die Anordnung eines verdrehten Ventilbildes bzw. verschiedene Liner-Hauptanbindungen kompensieren.In an easy-to-manufacture embodiment of the invention, it is provided that at least one connecting bore, preferably the first connecting bore, is arranged running in or parallel to a normal plane on the cylinder axis. By adjusting the bore angle, it is particularly easy to compensate for the arrangement of a twisted valve pattern or various liner main connections.

[0013] Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Verbindungsbohrung, vorzugsweise die erste Verbindungsbohrung, geneigt zu einer Normalebene auf die Zylinderachse angeordnet ist. Die Verbindungsbohrung weist somit einen Schnittpunkt mit einer Normalebene auf die Zylinderachse auf. Diese schräge Anordnung der Verbindungsbohrung hat den Vorteil, ein zusätzlicher vertikaler Impuls der Strömung im Zulaufkanal genutzt werden kann. Bei der Herstellung der schrägen Verbindungsbohrung können eventuell vorhandene Öffnungen im Zulaufkanal für die Führung des Bohrwerkzeuges verwendet werden.Alternatively, it can be provided that at least one connecting bore, preferably the first connecting bore, is arranged inclined to a normal plane on the cylinder axis. The connecting bore thus has an intersection with a normal plane to the cylinder axis. This oblique arrangement of the connection bore has the advantage that an additional vertical momentum of the flow in the inlet channel can be used. In the preparation of the oblique connection bore possibly existing openings can be used in the inlet channel for the guidance of the drilling tool.

[0014] Für eine besonders gute Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Buchsenbundes der Laufbuchse ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Verbindungsbohrung in einem vom Feuerdeck und einer Bezugsebene begrenzten Bereich angeordnet ist. Die Bezugsebene wird dabei als jene Normalebene auf die Zylinderachse definiert, die feuerdeckseitig die Zulauföffnung und/oder Ablauföffnung tangiert. Die Verbindungsbohrungen sind also in jenem Bereich des Zylinderblockes angeordnet, welcher sich zwischen dem Feuerdeck und den Zulauf- bzw. Ablauföffnungen befindet. Dadurch können bei gleichbleibender Kühlleistung festigkeitskritischeFor a particularly good heat dissipation from the region of the bushing collar of the liner, it is advantageous if at least one connecting bore is arranged in a limited area from the fire deck and a reference plane. The reference plane is defined as that normal plane to the cylinder axis, which touches the feed opening and / or drain opening on the fire deck side. The connecting bores are thus arranged in that region of the cylinder block, which is located between the fire deck and the inlet and outlet openings. As a result, with the same cooling performance strength-critical

Bereiche entschärft werden, da die Öffnung von Zulauf und Ablauf nicht bis in den Bereich des Feuerdecks gezogen werden müssen. Zumindest eine Verbindungsbohrung kann von der Außenseite des Zylinderblockes her gefertigt sein. Auf der Außenseite des Zylinderblockes kann die Verbindungsbohrung mittels eines Verschlussstopfens geschlossen werden.Be defused areas, since the opening of inlet and outlet do not have to be drawn into the area of the fire deck. At least one connection bore can be made from the outside of the cylinder block. On the outside of the cylinder block, the connecting hole can be closed by means of a sealing plug.

[0015] Durch die Verbindungsbohrung kann ein günstiger Strömungsverlauf, insbesondere eine asymmetrische Strömung zu Gunsten der Auslassventilseite im Kühlmantel erreicht und somit die Kühlung von thermisch hochbeanspruchten Bereichen wesentlich verbessert werden. Zusätzlich ermöglichen die Verbindungsbohrungen eine bessere Entgasung, da Luft sehr rasch durch die Verbindungsbohrung abtransportiert werden kann.Through the connection bore, a favorable flow profile, in particular an asymmetric flow in favor of the exhaust valve in the cooling jacket can be achieved and thus the cooling of thermally highly stressed areas can be significantly improved. In addition, the connecting holes allow better degassing, since air can be removed very quickly through the connecting hole.

[0016] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to a non-limiting embodiment, which is illustrated in the figures.

[0017] Darin zeigen [0018] Fig. 1 eine Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführung in Schnitten gemäß der[0017] FIG. 1 shows an internal combustion engine in a first embodiment in sections according to FIG

Linien ΙΑ - ΙΑ, IB-IB und IC-IC in Fig. 2 oder 3, [0019] Fig. 2 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie ll-ll in Fig. 1, in einer Variante, [0020] Fig. 3 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie ll-ll in Fig. 1, in einer anderen Variante, [0021] Fig. 4 eine Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführung in Schnitten gemäß derLines ΙΑ - ΙΑ, IB-IB and IC-IC in Fig. 2 or 3, Fig. 2 shows this internal combustion engine in a section along the line II-II in Fig. 1, in a variant, [0020] 3 shows this internal combustion engine in a section according to the line II-II in FIG. 1, in another variant, [0021] FIG. 4 shows an internal combustion engine in a first embodiment in sections according to FIG

Linien IVA - IVA, IVB-IVB und IVC-IVC in Fig. 5, [0022] Fig. 5 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 4, [0023] Fig. 6 eine Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführung in Schnitten gemäß derLines IVA-IVA, IVB-IVB and IVC-IVC in Fig. 5, Fig. 5 shows this internal combustion engine in a section along the line VV in Fig. 4, Fig. 6 shows an internal combustion engine in a third embodiment in Cuts according to the

Linien VIA - VIA, VIB-VIB und VIC-VIC in Fig. 7 oder 8, [0024] Fig. 7 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie Vll-Vll in Fig. 6, in einer Variante und [0025] Fig. 8 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie Vll-Vll in Fig. 6, in einerweiteren Variante.Lines VIA - VIA, VIB-VIB and VIC-VIC in Fig. 7 or 8, Fig. 7 shows this internal combustion engine in a section along the line VII-VII in Fig. 6, in a variant and [0025] Fig. 8 this internal combustion engine in a section along the line VII-VII in Fig. 6, in a further variant.

[0026] In den Fig. 1, 4 und 6 sind nebeneinander drei Schnittdarstellungen jeweils desselben Zylinders des Zylinderblockes dargestellt, wobei in den linken Darstellungen IA, IVA, VIA der Zylinder jeweils gemäß den Linien IA-IA, IVA-IVA bzw. VIA-VIA geschnitten ist. In den mittleren Darstellungen IB, IVB, VIB ist der Zylinder jeweils gemäß den Linien IB-IB, IVB-IVB bzw. VIB-VIB geschnitten und in den rechten Darstellungen IC, IVC, VIC ist der rechte Zylinder jeweils gemäß den Linien IC-IC, IVC-IVC bzw. VIC-VIC geschnitten.FIGS. 1, 4 and 6 show, side-by-side, three sectional views of the same cylinder of the cylinder block, with the cylinder in the left-hand representations IA, IVA, VIA corresponding in each case according to the lines IA-IA, IVA-IVA and VIA, respectively. VIA is cut. In the middle illustrations IB, IVB, VIB, the cylinder is cut in accordance with the lines IB-IB, IVB-IVB and VIB-VIB, respectively, and in the right-hand representations IC, IVC, VIC, the right cylinder is respectively in accordance with the lines IC-IC , IVC-IVC or VIC-VIC cut.

[0027] Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Functionally identical parts are designated in the embodiments with the same reference numerals.

[0028] In den Figuren ist jeweils eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinderblock 2 mit mehreren Zylinder 3, welche Zylinder 3 durch nasse Zylinderlaufbuchsen 4 gebildet sind. Der Zylinderblock 2 grenzt über ein Feuerdeck 5 an einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf, von welchem nur die Einlassventile 6 und die Auslassventile 7 schematisch angedeutet sind. Im Bereich des an das Feuerdeck 5 grenzenden Buchsenbundes 4b der Zylinderlaufbuchse 4 ist jeweils zwischen der Zylinderlaufbuchse 4 und dem umgebenden Zylinderblock 2 ein ringförmiger Kühlmantel 8 ausgebildet ist. Der Kühlmantel 8 ist über eine Zulauföffnung bzw. einem Zulaufbereich 9 mit einem im Zylinderblock 2 angeordneten Zulaufkanal 10 verbunden, welcher von einem Kühlmittelverteilerkanal 11 ausgeht.In the figures, in each case an internal combustion engine 1 with a cylinder block 2 with a plurality of cylinders 3, which cylinder 3 are formed by wet cylinder liners 4. The cylinder block 2 borders on a fire deck 5 to a cylinder head, not shown, of which only the intake valves 6 and the exhaust valves 7 are indicated schematically. In the area of the bush collar 4b of the cylinder liner 4 bordering the fire deck 5, an annular cooling jacket 8 is formed between the cylinder liner 4 and the surrounding cylinder block 2. The cooling jacket 8 is connected via an inlet opening or an inlet region 9 to an inlet channel 10 arranged in the cylinder block 2, which starts from a coolant distributor channel 11.

[0029] Weiters ist der Kühlmantel 8 über eine Ablauföffnung 12 mit einem im Zylinderblock 2 angeordneten Ablaufkanal 13 verbunden, welcher zu nicht weiter dargestellten Kühlräumen des Zylinderkopfes führt. Die vom Feuerdeck 5 im Wesentlichen gleich beabstandeten Zu- 9 und Ablauflauföffnungen 12 sowie die Zu- 10 und Ablaufkanäle 13 sind diametral in Bezug auf dieFurthermore, the cooling jacket 8 is connected via a drain opening 12 with a arranged in the cylinder block 2 drain passage 13, which leads to not shown cooling chambers of the cylinder head. The inlet and outlet openings 12, which are essentially equally spaced from the fire deck 5, and the inlet and outlet channels 13 are diametrically opposed with respect to FIG

Zylinderachse 3a im Übergang zwischen einlass- und auslassventilseitigen Bereichen des Kühlmantels angeordnet. Im Zylinderblock 2 ist auf der Seite der Ablaufkanäle 13 ein Kühlmittelsammelkanal 14 angeordnet.Cylinder axis 3a arranged in the transition between inlet and outlet valve side areas of the cooling jacket. In the cylinder block 2, a coolant collecting channel 14 is arranged on the side of the drainage channels 13.

[0030] Zusätzlich zu den Zulauföffnungen 9 bzw. Ablauföffnungen 12 ist der Kühlmantel 8 erfindungsgemäß über zumindest eine auslassventilseitig in den Kühlmantel 8 einmündende Verbindungsbohrung 15 bzw. 16 mit dem Kühlmittelverteilerkanal 11 bzw. dem Kühlmittelsammelkanal 14 verbunden. Die Verbindungsbohrungen 15, 16 sollen sind dabei möglichst nahe beim Feuerdeck 5 angeordnet sein, um vorteilhafte Druckverhältnisse zu erzielen. Möglichst nah bedeutet hier beispielsweise, dass sie im Bereich zwischen dem Feuerdeck 5 und einer Bezugsebene 17 verlaufen, wobei die Bezugsebene 17 als jene Normalebene auf eine Zylinderlängsachse 3a definiert ist, die feuerdeckseitig die Zulauföffnung 9 und/oder Ablauföffnung 12 bzw. deren jeweilige Oberseite tangiert. Der Druckverlust über die Zulauföffnung 9 und die Ablauföffnung 12 definiert im Wesentlichen die Menge an Kühlmittel, die durch die zusätzlichen Verbindungsbohrungen 15, 16 strömt.In addition to the inlet openings 9 and drain openings 12, the cooling jacket 8 according to the invention via at least one outlet valve opening into the cooling jacket 8 connecting bore 15 and 16 connected to the coolant distribution channel 11 and the coolant collection channel 14. The connecting bores 15, 16 should be arranged as close as possible to the fire deck 5 in order to achieve advantageous pressure conditions. As close as possible here means, for example, that they extend in the area between the fire deck 5 and a reference plane 17, wherein the reference plane 17 is defined as that normal plane on a cylinder longitudinal axis 3a, the fire deck side, the inlet opening 9 and / or drain opening 12 and their respective top side touched , The pressure loss via the inlet opening 9 and the drain opening 12 essentially defines the amount of coolant flowing through the additional connection bores 15, 16.

[0031] Jede Verbindungsbohrung 15, 16 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im oben erläuterten Bereich des Zylinderblockes 2 angeordnet, welcher vom Feuerdeck 5 und einer Bezugsebene 17 begrenzt ist. Die Bezugsebene 17 wird hier als jene Normalebene 18 auf die Zylinderachse 3a definiert, die vorzugsweise feuerdeckseitig eine Tangentialebene auf die Zulauföffnung 9 und/oder Ablauföffnung 12 bzw. auf deren jeweilige Oberseite bildet. Die Verbindungsbohrungen 15, 16 sind somit bevorzugt oberhalb - also auf der dem Feuerdeck 5 zugewandten Seite - der Zulauföffnung 9 und der Ablauföffnung 12 angeordnet. Anordnungen der Verbindungsbohrungen 15, 16 auf derselben Höhe wie die Zulauföffnung 9 und die Ablauföffnung 12 sind ebenso möglich, allerdings müssen hier Auswirkungen auf die Druckverhältnisse und den Durchfluss durch die Verbindungsbohrungen 15, 16 berücksichtigt werden. Der Verstärkungseffekt ist hier geringer.Each connecting bore 15, 16 is arranged in the illustrated embodiment in the above-described region of the cylinder block 2, which is bounded by the fire deck 5 and a reference plane 17. The reference plane 17 is defined here as that normal plane 18 on the cylinder axis 3a, which preferably forms a tangential plane on the fire deck side on the inlet opening 9 and / or outlet opening 12 or on its respective top side. The connecting bores 15, 16 are thus preferably located above - ie on the side facing the firebox 5 - the inlet opening 9 and the outlet opening 12. Arrangements of the connecting bores 15, 16 at the same height as the inlet opening 9 and the drain opening 12 are also possible, but effects on the pressure conditions and the flow through the connecting bores 15, 16 must be taken into account here. The reinforcing effect is lower here.

[0032] Der Buchsenbund 4b der Zylinderlaufbuchse 4 weist im Bereich der Gussanbindungen der Zulauföffnung 9 und der Ablauföffnung 12 eine reduzierte Steifigkeit auf und ist daher dicker ausgeführt, somit wirken sich zusätzliche Verbindungsbohrungen 15, 16 nicht nachteilig auf die Steifigkeit aus.The bush collar 4b of the cylinder liner 4 has in the region of the cast connections of the inlet opening 9 and the drain opening 12 a reduced rigidity and is therefore made thicker, thus additional connecting holes 15, 16 do not adversely affect the stiffness.

[0033] Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführung der Erfindung, bei der eine vom Zulaufkanal 10 ausgehende erste Verbindungsbohrung 15 im Bereich des Kühlmantels 8 mit einer durch einen Einmündungspunkt der ersten Verbindungsbohrung 15 in den Kühlkanal 8 verlaufenden Tangentialebene ε des Kühlmantels einen spitzen Winkel α einschließt, wobei der Winkel α zwischen 0° und 90°, insbesondere zwischen 0° und 60°, betragen kann. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α etwa 30°. Die erste Verbindungsbohrung 15 ist - in deren Strömungsrichtung betrachtet - in Richtung der tangentialen Strömung S des Kühlmittels im auslassseitigen Kühlmantel 8 orientiert. Mit anderen Worten verläuft die erste Verbindungsbohrung 15 entlang oder parallel oder gleichverlaufend zur Richtung einer Verbindung zwischen Zulauf- 9 und Ablauföffnung 12. Das Kühlmittel strömt dabei vom Kühlmittelverteilerkanal 11 bzw. dem Zulaufkanal 10 durch die erste Verbindungsbohrung 15 in den auslassventilseitigen Kühlmantel 8.1 to 3 show a first embodiment of the invention, in which an outgoing from the inlet channel 10 first connecting hole 15 in the region of the cooling jacket 8 with a running through an opening point of the first connecting hole 15 in the cooling channel 8 tangential plane ε of the cooling jacket a acute angle α includes, wherein the angle α can be between 0 ° and 90 °, in particular between 0 ° and 60 °. In the exemplary embodiment, the angle α is about 30 °. The first connection bore 15 is - viewed in the direction of flow - oriented in the direction of the tangential flow S of the coolant in the outlet-side cooling jacket 8. In other words, the first connecting bore 15 extends along or parallel or gleichverlaufend to the direction of a connection between inlet 9 and drain opening 12. The coolant flows from the coolant distribution channel 11 and the inlet channel 10 through the first connecting hole 15 in the exhaust-valve-side cooling jacket. 8

[0034] Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante ist die erste Verbindungsbohrung 15 in bzw. parallel zu einer Normalebene 18 auf die Zylinderachse 3a angeordnet. Fig. 3 zeigt dagegen eine andere Variante, bei der die erste Verbindungsbohrung 15 geneigt zu einer Normalebene 18 auf die Zylinderachse 3a angeordnet ist. Sowohl in Fig. 2, als auch in Fig. 3 kann die erste Verbindungsbohrung 15 von der Außenseite des Zylinderblocks 2 gebohrt und danach über einen nicht weiter dargestellten Verschlussstopfen nach außen geschlossen werden. Die erste Ausführung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Turbulenz des Kühlmittels im Bereich der Zulauföffnung 9 direkt in Wärmeübergang umgesetzt werden kann.In the variant shown in FIG. 2, the first connection bore 15 is arranged in or parallel to a normal plane 18 on the cylinder axis 3a. In contrast, FIG. 3 shows another variant in which the first connecting bore 15 is arranged inclined to a normal plane 18 on the cylinder axis 3 a. Both in Fig. 2, and in Fig. 3, the first connection bore 15 can be drilled from the outside of the cylinder block 2 and then closed by a sealing plug not shown to the outside. The first embodiment of the invention has the advantage that the turbulence of the coolant in the region of the inlet opening 9 can be converted directly into heat transfer.

[0035] Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführung der Erfindung, bei der eine zweite Verbindungsbohrung 16 den Kühlmantel 8 mit dem Kühlmittelsammelkanal 14 verbindet. Über die zweite Verbindungsbohrung 16 gelangt dabei das Kühlmittel vom Kühlmantel 8 in den Kühlmit- telsammelkanal 14. Die zweite Verbindungsbohrung 16 ist dabei relativ kurz ausgebildet und leicht gegen die Strömungsrichtung S im Kühlmantel 8 geneigt ausgeführt. Mit anderen Worten verläuft die zweite Verbindungsbohrung 16 entgegengesetzt zur Richtung einer Verbindung zwischen Zulauf- 9 und Ablauföffnung 12. Die jeweils beschriebene Verbindung bzw. deren Richtung wird dabei dadurch definiert, dass die Verbindung bei der Zulauföffnung 9 ihren Ausgang nimmt und zur Ablauföffnung 12 verläuft. Die zweite Ausführung dient der zusätzlichen Wärmeabfuhr durch erhöhten Durchsatz.4 and 5 show a second embodiment of the invention, in which a second connecting bore 16 connects the cooling jacket 8 with the coolant collecting channel 14. In this case, the coolant passes from the cooling jacket 8 into the coolant collecting channel 14 via the second connecting bore 16. The second connecting bore 16 is of relatively short design and slightly inclined relative to the flow direction S in the cooling jacket 8. In other words, the second connection bore 16 runs opposite to the direction of a connection between inlet 9 and outlet opening 12. The respectively described connection or its direction is thereby defined by the fact that the connection at the inlet opening 9 takes its exit and extends to the outlet opening 12. The second embodiment is used for additional heat dissipation through increased throughput.

[0036] Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine dritte Ausführung der Erfindung, bei der sowohl eine erste Verbindungsbohrung 15 zwischen Zulaufkanal 10 und Kühlmantel 8, als auch eine zweite Verbindungsbohrung 16 zwischen dem Kühlmantel 8 und dem Kühlmittelsammelkanal 14 vorgesehen ist. Bei der in Fig. 7 dargestellten Variante ist dabei die erste Verbindungsbohrung 15 parallel zu einer Normalebene 18 verlaufend - analog zu Fig. 2 - angeordnet. Fig. 8 dagegen zweigt eine Variante mit - ähnlich zu Fig. 3 - geneigt zur Normalebene 18 ausgeführter erster Verbindungsbohrung 16. Die dritte Ausführung der Erfindung vereint die Vorteile der ersten und zweiten Ausführungen, es kann dabei also einerseits der Durchsatz erhöht und andererseits ein größerer Wärmeübertrag bewirkt werden.6 to 8 show a third embodiment of the invention, in which both a first connection bore 15 between the inlet channel 10 and the cooling jacket 8, and a second connection bore 16 between the cooling jacket 8 and the coolant collecting channel 14 is provided. In the variant illustrated in FIG. 7, the first connection bore 15 is arranged parallel to a normal plane 18 - analogous to FIG. 2. Fig. 8, however, branches a variant with - similar to Fig. 3 - inclined to the normal plane 18 executed first connecting bore 16. The third embodiment of the invention combines the advantages of the first and second embodiments, it can thus on the one hand increases the throughput and on the other hand, a larger Heat transfer can be effected.

[0037] Bei den in den Fig. 3 und 8 dargestellten Varianten mit den in Bezug auf zu Normalebenen 18 auf die Zylinderachsen 3a geneigten Verbindungsbohrungen 15 können eventuell bereits vorhandene Öffnungen im Zulaufkanal 10 verwendet werden, durch die dann das Werkzeug zur Fertigung der Verbindungsbohrung 15 geführt werden kann. Ein nachträgliches Verschließen der Verbindungsbohrung 15 an der Außenseite des Zylinderblockes 2 durch einen zusätzlichen Verschlussstopfen ist nicht erforderlich. Gleichzeitig kann durch die schräge Ausführung der Verbindungsbohrung 15 jeweils ein zusätzlicher vertikaler Impuls der Strömung im Zulaufkanal 10 genutzt werden.In the variants shown in FIGS. 3 and 8 with the relative to normal planes 18 inclined to the cylinder axes 3a connecting holes 15 may be used already existing openings in the inlet channel 10, through which then the tool for manufacturing the connecting hole 15th can be performed. A subsequent closing of the connecting bore 15 on the outside of the cylinder block 2 by an additional sealing plug is not required. At the same time an additional vertical pulse of the flow in the inlet channel 10 can be used by the oblique design of the connecting hole 15 each.

[0038] Durch die erste und/oder zweite Verbindungsbohrung 15, 16 im oberen Bereich der Zylinderlaufbuchse 4 ist eine zielgerichtete asymmetrische Kühlung der thermisch hochbeanspruchten Bereiche nahe den Auslassventilen 7 möglich. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil einer besseren Entgasung. Mit Hilfe der Verbindungsbohrungen 15, 16 wird verhindert, dass sich Luft im Bereich des Zulaufs in den Kühlmantel 8 staut. Die Verbindungsbohrungen 15, 16 gewährleisten einen raschen weitertransportiert von sich eventuell ansammelnder Luft. Durch definierte und zielgerichtete Positionierung und einer vom jeweiligen Fall abhängigen Auswahl der Anzahl der Verbindungsbohrungen ist eine genaue Steuerung der asymmetrischen Kühlung erreicht werden.By the first and / or second connecting bore 15, 16 in the upper region of the cylinder liner 4, a targeted asymmetric cooling of the thermally highly stressed areas near the exhaust valves 7 is possible. In addition, there is the advantage of better degassing. With the help of the connecting bores 15, 16 prevents air in the region of the inlet into the cooling jacket 8 accumulates. The connecting bores 15, 16 ensure a rapid further transported by possibly accumulating air. Through defined and targeted positioning and depending on the particular case selection of the number of connecting holes precise control of the asymmetric cooling can be achieved.

Claims (10)

Patentansprücheclaims 1. Brennkraftmaschine (1) mit einem flüssiggekühlten Zylinderblock (2) für mindestens einen Zylinder (3), mit zumindest einer Zylinderlaufbuchse (4), wobei der Zylinder (3) in einem an ein Feuerdeck (5) grenzenden Bereich sowohl einlassseitig, als auch auslassseitig von zumindest einem zwischen Zylinderlaufbuchse (4) und Zylinderblock (2) ausgebildeten und im Wesentlichen ringförmigen Kühlmantel (8) umgeben ist, wobei der Kühlmantel (8) über zumindest eine Zulauföffnung (9) mit einem Zulaufkanals (10) und über zumindest eine Ablauföffnung (12) mit einem Ablaufkanal (13) strömungsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (8) zusätzlich zum Zulaufkanal (10) und Ablaufkanal (13) über zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16) mit dem Zulaufkanal (10) und/oder einem Kühlmittelverteilerkanal (11) und/oder einem Kühlmittelsammelkanal (14) verbunden ist.1. internal combustion engine (1) with a liquid-cooled cylinder block (2) for at least one cylinder (3), with at least one cylinder liner (4), wherein the cylinder (3) in an adjacent to a fire deck (5) area both inlet side, as well the cooling jacket (8) via at least one inlet opening (9) with an inlet channel (10) and at least one drain opening (12) with a flow channel (13) is fluidly connected, characterized in that the cooling jacket (8) in addition to the inlet channel (10) and outlet channel (13) via at least one connecting bore (15, 16) with the inlet channel (10) and / or a coolant distribution channel (11) and / or a coolant collection channel (14) is connected. 2. Brennkraftmaschine (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16) in einem auslassventilseitigen Bereich des Kühlmantels (8) angeordnet ist.Second internal combustion engine (2) according to claim 1, characterized in that at least one connecting bore (15, 16) in an outlet valve side region of the cooling jacket (8) is arranged. 3. Brennkraftmaschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16), vorzugsweise zumindest eine vom Zulaufkanal (10) oder dem Kühlmittelverteilerkanal (11) ausgehende erste Verbindungsbohrung (15), im Bereich des Kühlmantels (8) mit einer durch einen Einmündungspunkt der ersten Verbindungsbohrung (15) in den Kühlmantel (8) verlaufenden Tangentialebene (ε) des Kühlmantels (8) einen spitzen Winkel (a) einschließt, wobei vorzugsweise der Winkel (a) zwischen 0° und 60° beträgt.3. Internal combustion engine (2) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one connecting bore (15, 16), preferably at least one of the inlet channel (10) or the coolant distribution channel (11) outgoing first connecting bore (15), in the region of the cooling jacket (8) encloses an acute angle (a) with a tangential plane (ε) of the cooling jacket (8) passing through an opening point of the first connecting bore (15) into the cooling jacket (8), the angle (a) preferably being between 0 ° and 60 ° ° is. 4. Brennkraftmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Verbindungsbohrung (15) in Richtung der tangentialen Strömung (S) des Kühlmittels im auslassseitigen Kühlmantel (8) orientiert ist.4. internal combustion engine (2) according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one first connecting bore (15) in the direction of the tangential flow (S) of the coolant in the outlet-side cooling jacket (8) is oriented. 5. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Verbindungsbohrung (16) entgegen der Richtung der tangentialen Strömung (S) des Kühlmittels im auslassventilseitigen Kühlmantel (8) orientiert ist.5. Internal combustion engine (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one second connecting bore (16) opposite to the direction of the tangential flow (S) of the coolant in the outlet valve side cooling jacket (8) is oriented. 6. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mündung zumindest einer Verbindungsbohrung (15, 16) in den Kühlmantel (8), vorzugsweise zumindest einer mit dem Kühlmittelsammelkanal (14) verbundenen zweiten Verbindungsbohrung (16) - in einer Draufsicht auf den Zylinder (3) betrachtet - in einem unmittelbar an ein Auslassventil (7) grenzenden Bereich des auslassventilseitigen Kühlmantels (8) angeordnet ist.6. Internal combustion engine (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a mouth of at least one connecting bore (15, 16) in the cooling jacket (8), preferably at least one with the coolant collecting channel (14) connected to the second connecting bore (16) - Viewed in a plan view of the cylinder (3) - arranged in a directly adjacent to an outlet valve (7) region of the outlet valve side cooling jacket (8). 7. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16), vorzugsweise eine erste Verbindungsbohrung (15), in bzw. parallel zu einer Normalebene (18) auf die Zylinderachse (3a) verlaufend angeordnet ist.7. Internal combustion engine (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one connecting bore (15, 16), preferably a first connecting bore (15), in or parallel to a normal plane (18) on the cylinder axis (3a ) is arranged running. 8. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16), vorzugsweise die erste Verbindungsbohrung (15), geneigt zu einer Normalebene (18) auf die Zylinderachse (3a) angeordnet ist.8. Internal combustion engine (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one connecting bore (15, 16), preferably the first connecting bore (15), inclined to a normal plane (18) on the cylinder axis (3a) is arranged , 9. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16) in einem vom Feuerdeck (5) und einer Bezugsebene (17) begrenzten Bereich angeordnet ist, wobei die Bezugsebene (17) als jene Normalebene auf die Zylinderachse (3a) definiert ist, die vorzugsweise feuerdeckseitig die Zulauföffnung (9) und/oder Ablauföffnung (12) tangiert.9. internal combustion engine (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one connecting bore (15, 16) in a fire deck (5) and a reference plane (17) limited area is arranged, wherein the reference plane (17) is defined as that normal plane to the cylinder axis (3a), which preferably the fire deck side, the inlet opening (9) and / or drain opening (12) tangent. 10. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsbohrung (15, 16) von der Außenseite des Zylinderblockes (2) her gefertigt ist, wobei vorzugsweise im Bereich der Außenseite des Zylinderblockes (2) ein Verschlussstopfen angeordnet ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen10. Internal combustion engine (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one connecting bore (15, 16) is made from the outside of the cylinder block (2), preferably in the region of the outside of the cylinder block (2) Closing plug is arranged. For this 5 sheets of drawings